В ближайших к нам карликовых галактиках, небольших звёздных островках с тысячами или сотнями миллионов светил, обнаружилась странная нехватка. Космический телескоп «Хаббл» показал: кислорода там гораздо меньше, чем предсказывали модели. Газ, рождённый звёздами, словно исчез.
Исследование проекта GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds) охватило 37 таких систем. Учёные проследили, куда девается кислород — один из самых распространённых элементов после водорода и гелия, удобный маркер тяжёлых веществ. Он образуется в недрах массивных звёзд и выбрасывается в пространство при вспышках сверхновых. Симуляции говорили, что значительная часть должна оставаться внутри галактик. Наблюдения «Хаббла» вместе с данными архивного телескопа «Спитцер» и наземных радиоинтерферометров нарисовали иную картину: карликовые системы удерживают лишь малую долю произведённого кислорода.
«Кислород рождается звёздами внутри галактик. Когда-то он там точно был, значит, его выбросило наружу», — отмечает соавтор работы Грейс Телфорд из Университета Юты. Для этого нужна энергия массивных звёзд и взрывов сверхновых, разгоняющих вещество за пределы слабого гравитационного колодца. В низкомассивных галактиках галактические ветры работают эффективнее, чем предполагали модели.
Руководитель проекта Кристен Маккуинн подчёркивает практическую сторону выбора: кислород легко измерять, а его происхождение хорошо изучено. По количеству кислорода видно, как элементы распределяются между звёздами, межзвёздным газом и пространством между галактиками. Эти данные помогают понять эволюцию галактик и то, как они обогащают межгалактическую среду — ту самую тонкую ткань, из которой со временем могут вырасти новые структуры.
Галактики выбирали близкие: «Хаббл» способен разрешить в них отдельные звёзды и восстановить историю звездообразования. Для более далёких систем такой детализации пока нет. Ранее подобные «утечки» металлов уже замечали у крупных спиралей вроде Млечного Пути — часть вещества оседает в окружающих газовых гало. Для карликов вопрос остаётся открытым: большая доля кислорода задержалась в ближайших окрестностях или улетела совсем далеко.
Результаты меняют представления о том, как небольшие галактики влияют на химический состав космоса. В ранней Вселенной именно они доминировали, и их ветры могли активно «удобрять» пространство. Сегодня эти процессы продолжаются на наших глазах, связывая жизнь отдельных звёзд с судьбой целых систем.
Впереди — ещё более лёгкие объекты. С помощью будущего космического телескопа имени Нэнси Грейс Роман планируют находить самые тусклые карлики, а затем детально изучать их «Хабблом» и «Джеймсом Уэббом». Параллельно будут рассматриваться сами массивные звёзды, выбрасывающие кислород.
То, что кажется локальной нехваткой, на деле — часть грандиозного круговорота. Звёзды рождают элементы, взрывы разбрасывают их, галактики теряют и делятся богатством, а пространство между ними медленно наполняется строительным материалом будущих миров. Мы живём во вселенной, где даже «простые» карликовые системы участвуют в сложных, тонко согласованных процессах, формирующих облик космоса на миллиарды лет вперёд.
